В межвузовском студенческом кампусе разместится лаборатория дизайна новых материалов

В межвузовском студенческом кампусе Евразийского научно-образовательного центра (НОЦ), строящемся сейчас в центре Уфы, разместятся самые передовые центры и лаборатории региона. Одной из них станет Лаборатория дизайна новых материалов Уфимского университета науки и технологий. Ее главная цель – получение совершенно новых модифицированных материалов, необходимых для развития органической наноэлектроники и спинтроники.

Лаборатория дизайна новых материалов была открыта на базе физико-технического института БашГУ в 2021 году. Целью исследований является разработка способов оптимального управления магнитным параметром порядка сверхрешеток мультиферроиков, функциональных мультислойных материалов, поиск новых решений для сенсорных устройств, а также эффективной обработки и записи данных на основе скирмионов и топологических нелинейных наноразмерных структур.

В рамках ведущихся исследований обнаружены принципиально новые эффекты и явления, имеющие перспективу коммерциализации. Но для того, чтобы выполнить весь исследовательский протокол с целью дальнейшей коммерциализации необходимо создать в рамках нового кампуса УУНиТ новую распределенную лабораторию органической наноэлектроники для экспериментальной проверки результатов моделирования, предполагается также произвести закупку крайне необходимого оборудования. В ходе выполнения экспериментальной части исследований планируется создать лабораторные образцы новых наноэлектронных компонентов и устройств в виде органических полевых транзисторов, химических сенсоров, фототранзисторов.

Важной задачей также является исследование механизма переноса носителей заряда в пленочных структурах металл/ полимер/ металл, металл/полимер/ полупроводник на базе вновь синтезированных соединений. В итоге реализации научных разработок предполагается получение совершенно новых модифицированных материалов, необходимых для развития органической наноэлектроники и спинтроники.

— Нами обнаружен ряд новых физических явлений, важных для развития современной спинтроники и физики конденсированных сред. Обнаружены топологические магнитные нанообъекты — скирмионы в многослойных структурах, ограниченных магнито-сегнетоэлектрической границей, что является принципиально новым явлением. Показано, что спиновая конфигурация в основном состоянии фрустрированной сверхрешетки образует строго периодическую скирмионную структуру — скирмионный кристалл. Нашей группой (Евгений Борисович Магадеев) показано, что в тонких пленках с топологическими особенностями в виде нескольких отверстий могут формироваться уединенные магнитные неоднородности, стабильные в присутствии тока и метастабильные в его отсутствие. Важной с технической точки зрения чертой является то, что уединенные магнитные неоднородности локализуются не в трехмерном пространстве, а на плоскости, благодаря чему становится реальным их использование в тонкопленочных гетероструктурах. Использование пленок с топологическими особенностями является ключом к повышению плотности записи информации, а также решению ряда других задач, связанных с развитием наноэлектроники, — говорит руководитель лаборатории Ильдус Шарафуллин.

Таким образом, благодаря программе «Приоритет 2030» и финансированию деятельности молодежной лаборатории созданы новые прототипы органических полевых транзисторов, выходные и передаточные характеристики которых в 10 раз превосходят показатели для аналогичных устройств. Новые тонкопленочные наноразмерные структуры позволят улучшить как сенсорные свойства за счет более высокой чувствительности на внешние воздействия, так и за счет большой энергоэффективности.